7050鋁合金彈殼成形工藝優(yōu)化及熱處理工藝的研究.pdf

1、基于7050鋁合金具有重量輕、比強(qiáng)高和易加工成型等特點(diǎn)，鋁合金彈殼可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的銅彈殼和鋼彈殼，所以研制輕質(zhì)高效的鋁合金彈殼是輕武器輕量化重要的課題之一，對(duì)國(guó)防具有重要意義。鋁合金彈殼研制的難點(diǎn)主要在于：(a)鋁合金在室溫下塑性較差，增大了塑性加工的難度；(b)鋁合金固溶處理和時(shí)效處理制度決定了彈殼在使用過程中的力學(xué)性能和耐腐蝕性能，制定適用于低溫存放、高溫使用的鋁合金彈殼的熱處理制度是十分必要的。由嘉陵提供的7050鋁合金彈殼在使用過程

2、中出現(xiàn)開裂缺陷，本文通過對(duì)塑性成形工藝的優(yōu)化降低了彈殼的應(yīng)力及改善了形狀尺寸，并通過熱處理提高了彈殼的強(qiáng)度和耐腐蝕性能，消除了彈殼在使用過程中產(chǎn)生的破裂等缺陷。本文具體研究?jī)?nèi)容如下：
　?、?gòu)棜に苄猿尚芜^程的模具結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化
　　本文首先通過有限元軟件對(duì)該彈殼原有的擠盂、引長(zhǎng)和沖底變形過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，并對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行了分析，找出了鋁合金彈殼在使用過程中破裂的原因。其次，針對(duì)塑性成形過程中出現(xiàn)的不同的問題，使用不同的優(yōu)化方

3、法對(duì)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化：(a)利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法優(yōu)化了擠盂凸模結(jié)構(gòu)參數(shù)，極大地降低了坯料的剪切應(yīng)力；(b)通過引長(zhǎng)變形過程的行程—載荷曲線，優(yōu)化了引長(zhǎng)凸模圓角半徑尺寸、凹模減徑帶尺寸及模圈的間距，減小了坯料中殘留的損傷值；(c)通過分析沖底變形過程的數(shù)值仿真結(jié)果，優(yōu)化了凸凹模的間隙，消除了彈殼側(cè)壁壁厚不均勻的現(xiàn)象，解決了彈殼開裂的問題。
　?、?050鋁合金熱處理制度的探討和熱處理工藝的制定
　　本文為探究適合該705

4、0鋁合金彈殼的熱處理制度，探討并對(duì)比了單級(jí)固溶和雙級(jí)固溶制度、單級(jí)時(shí)效和雙級(jí)時(shí)效制度對(duì)合金力學(xué)性能、耐腐蝕性能的影響。借助光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、能譜儀等設(shè)備，可發(fā)現(xiàn)如下規(guī)律：(a)相對(duì)于單級(jí)固溶制度，經(jīng)過雙級(jí)固溶處理的合金基體里殘余的粗大脆硬第二相明顯固溶進(jìn)基體里，力學(xué)性能大大提高了,二級(jí)固溶溫度485oC時(shí)合金的硬度和電導(dǎo)率最好，分別達(dá)到191HV、40.46％IACS；二級(jí)固溶溫度495oC時(shí)合金的抗拉強(qiáng)度和延伸率最好，分別達(dá)到59

5、0MPa和14.04%；(b)經(jīng)過120oC/8h+160oC長(zhǎng)時(shí)間時(shí)效后，二級(jí)固溶溫度495oC的合金比二級(jí)固溶溫度485oC的合金抗拉強(qiáng)度高出20MPa，延伸率提高約2%；(c)通過時(shí)效動(dòng)力學(xué)曲線的測(cè)定，一級(jí)時(shí)效峰值時(shí)間為8h，二級(jí)峰值時(shí)效時(shí)間為16h，但經(jīng)過二級(jí)時(shí)效時(shí)間對(duì)合金耐腐蝕性能影響的實(shí)驗(yàn)，二級(jí)時(shí)效時(shí)間24h時(shí)，合金的耐腐蝕性能最好。最后，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，雙級(jí)固溶制度選定為450oC/1h+495oC/1h,雙級(jí)時(shí)效制度為